Question

20．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變．閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端滑到b端的過程中，兩個(gè)電阻的U-I關(guān)系圖象如圖乙所示．則下列判斷正確的是（　�。�

• A． 圖線甲是電阻R₁的“U-I”關(guān)系圖象
• B． 電源電壓為9V
• C． 滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值為20Ω
• D． 變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)，電壓表V₂示數(shù)為7.2V

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電壓變化的范圍進(jìn)行判斷，定值電阻兩端電壓不會(huì)等于零；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，根據(jù)圖象讀出電路中的最小電流和兩電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓，根據(jù)歐姆定律求出R₁和滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電壓表V₂示數(shù)．

解答 解：（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流最大，R₁兩端的電壓最大，R₂兩端的電壓為0，
由圖象可知，甲為滑動(dòng)變阻器R₂的U-I關(guān)系圖象，乙為電阻R₁的U-I圖象，故A錯(cuò)誤；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，
由U-I圖象可知，電路中的最小電流I=0.3A，R₁兩端的電壓U₁=3V，R₂兩端的電壓U₂=9V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源電壓：
U=U₁+U₂=3V+9V=12V，故B錯(cuò)誤；
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₁和滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{9V}{0.3A}$=30Ω，故C錯(cuò)誤；
（3）變阻器滑片在中點(diǎn)時(shí)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+\frac{{R}_{2}}{2}}$=$\frac{12V}{10Ω+\frac{30Ω}{2}}$=0.48A，
電壓表V₂的示數(shù)：
U₂′=I′×$\frac{{R}_{2}}{2}$=0.48A×$\frac{30Ω}{2}$=7.2V，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)電路電流和電壓的規(guī)律以及滑動(dòng)變阻器的使用，關(guān)鍵是歐姆定律的應(yīng)用，要明白電路各個(gè)用電器的連接情況，還要會(huì)看“U-I”關(guān)系圖象．在電學(xué)中，有些題目的信息是通過圖象給出的，所以要會(huì)讀電路圖中的信息和U-I圖象中的信息．